Diseño de un sistema para dosimetría de neutrones en linacs

Abstract

RESUMEN: La contaminación de neutrones alrededor de LINACs de uso médico que trabajan por encima de los 10 MV es un fenómeno ya conocido que influye en el diseño, construcción y medición de la radiación en sus instalaciones. Para esto, actualmente se cuenta con varios sistemas de detección de neutrones, tales como contadores proporcionales basados en BF3, He3 y espectrómetros de esferas Bonner de polietileno de alta densidad. Sin embargo, el costo y la complejidad de la implementación de dichos sistemas los hace poco asequibles para fines dosimétricos en distintos ambientes (por ejemplo el hospitalario). Por estas razones se propone un sistema de detección de neutrones compuesto por varias esferas de parafina (arreglo 4𝜋) como medio moderador con varios pares de dosímetros termoluminiscentes TLD 600/TLD 700 en su centro. Su respuesta fue caracterizada con dos fuentes de referencia (fuente de 239PuBe y puerto de haces radiales del reactor TRIGA Mark III) con el propósito de evaluar el blindaje de neutrones (puerta de la sala) y realizar un estudio dosimétrico de área en una sala de radioterapia con LINAC de 18 MV. Para esto se colocaron las esferas en distintos puntos de interés (isocentro, a 1 m del cabezal, inicio y fin del laberinto y fuera de la sala de RT) y con distinta configuración del acelerador tal como rotación del gantry y tamaño de campo. Para validar las mediciones se desarrolló un modelo del cabezal mediante el código MCNPX, también se incluyó un estudio de dosis a profundidad en el eje de irradiación de una esfera de parafina mediante el mismo código.

ABSTRACT: Neutron contamination around 18 MV medical linac is a phenomenon already known to influence the design, construction and measurement of radiation in their facilities. For this, there are several neutron detection systems, such as BF3 proportional counters based, He3 and Bonner sphere spectrometers of high density polyethylene. However, the cost and complexity of implementing such systems there are not affordable for dosimetry purposes in different environments (eg hospital). For these reasons a system of detecting neutrons comprising various spheres of paraffin as moderator medium with several pairs of thermoluminescent dosimeters TLD 600/700 TLD at its center is proposed. His response was characterized with two reference sources (source 239PuBe and port radial beams reactor TRIGA Mark III) in order to evaluate the neutron shielding (room door) and perform a dosimetric study area in a room LINAC radiotherapy with 18 MV. For this spheres were placed in various points of interest (isocenter, 1 m head, start and end of the maze and out of the room RT) with different throttle settings such as gantry rotation and field size. To validate the measurements a model of the linac head was developed by MCNPX code, a depth dose study was also included in the axis of irradiation of a sphere of paraffin by the same code.